紅外吸收型CO2氣體濃度測(cè)量技術(shù)研究.pdf

1、科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的同時(shí)也帶來(lái)了對(duì)自然環(huán)境的影響，其中為首的就是以CO2氣體為主的溫室氣體的產(chǎn)生。這不但會(huì)加劇溫室效應(yīng)，更重要的是會(huì)危害人類(lèi)的健康。因此，對(duì)室內(nèi)CO2氣體濃度進(jìn)行測(cè)量很有必要。
　　本文介紹了氣體分子的紅外選擇吸收理論和Lambert-Beer定律，采用電調(diào)制非分光測(cè)量結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了CO2氣體濃度測(cè)量裝置的硬件電路和軟件程序，并利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)CO2氣體濃度進(jìn)行計(jì)算。采用RS485通信，PC基于LabWindows/CV

2、I編程實(shí)現(xiàn)了測(cè)量結(jié)果的實(shí)時(shí)顯示和存儲(chǔ)。CO2氣體濃度測(cè)量裝置由+5V供電，采用具有內(nèi)部 A/D轉(zhuǎn)換模塊的PIC16F886單片機(jī)作為微控制器，具有低功耗、高穩(wěn)定性等特點(diǎn)；由單片機(jī)輸出脈沖波控制實(shí)現(xiàn)紅外光源的調(diào)制，能克服機(jī)械調(diào)制的缺點(diǎn)，大大提高了光源的穩(wěn)定性和壽命；考慮到溫度對(duì)吸收系數(shù)的影響，將溫度信號(hào)與紅外探測(cè)器輸出的兩路信號(hào)(參考通道信號(hào)和測(cè)量通道信號(hào))一起作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入層。由于單片機(jī)運(yùn)算速度及存儲(chǔ)空間限制，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練

3、學(xué)習(xí)過(guò)程在PC中由Matlab軟件來(lái)完成。在得到BP網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)后，將其下載到單片機(jī)中，實(shí)現(xiàn)測(cè)量時(shí)用訓(xùn)練好的BP網(wǎng)絡(luò)計(jì)算CO2氣體濃度。這一方法在保證了CO2氣體濃度測(cè)量準(zhǔn)確度的前提下，降低了裝置的成本。實(shí)驗(yàn)時(shí)利用德國(guó)較為先進(jìn)的CO2氣體濃度測(cè)量?jī)x器Model-400進(jìn)行比對(duì)，結(jié)果表明，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練出的“三輸入-單輸出”結(jié)構(gòu)來(lái)計(jì)算CO2氣體濃度，能夠有效地降低環(huán)境溫度對(duì)測(cè)量結(jié)果造成的影響，減小測(cè)量誤差，保證測(cè)量精度，整個(gè)裝置